abstracts - Przegląd Spawalnictwa

STRESZCZENIA PRZEGLĄD SPAWALNICTWA 09/07
Maciej RóŜański
Wojciech Gawrysiuk
Lutospawanie MIG/MAG blach ocynkowanych i przykłady trudno spawalnych
układów materiałowych
MIG/MAG Braze Welding – galvanized steel sheets and examples of difficult to weld
material sets
Streszczenie
Przedstawiono zastosowanie technologii lutospawania łukowego MIG/MAG na przykładach
łączenia stalowych blach ocynkowanych, wysokostopowych i trudno spawalnych układów
materiałowych, np. stal C45–Ŝeliwo ZL-250. Przedstawiono wyniki badań metalograficznych
makro- i mikroskopowych oraz własności wytrzymałościowych otrzymanych połączeń.
Wskazano na problemy występujące podczas lutospawania, ale i szereg korzyści związanych
ze stosowania tej technologii. Zwrócono uwagę, Ŝe dla pewnych układów materiałowych
lutospawanie jest jedyną spawalniczą metodą łączenia dającą zadowalające wyniki.
Abstract
It has been presented MIG/MAG braze welding technology on the basis of joining of
galvanized and high – alloy steel sheets and difficult to weld material sets, e.g. joining of C45
steel – cast iron ZL-250. It has been presented macro and micro metallographic examination
and mechanical properties of several joints. The problems occurring in MIG/MAG braze
welding and benefits connected with using of this technology have been indicated.
It has been shown that MIG/MAG braze welding is only one of the satisfactory welding
method for joining of several material sets.
Andrzej Winiowski
Lutowanie twarde metali – rozwój materiałów dodatkowych, technologii oraz
normalizacji
Brazing of metals – development of consumables, technologies and standarization
Abstract
Advantages and possibilities of brazing applications. Development of types and forms brazing
filler metals brazing fluxes. Development and examples of flame, induction, furnace brazing
applications and arc and laser brazewelding applications. New brazing consumables,
technologies research results of metallurgy of brazing processes developed in Instytut
Spawalnictwa in Gliwice. Review and assessment state of the art in the range of brazing
standarization.
Streszczenie
Zalety i moŜliwości stosowania lutowania twardego. Rozwój rodzajów i postaci lutów oraz
topników. Rozwój i przykłady zastosowań technologii lutowania płomieniowego,
indukcyjnego, piecowego oraz lutospawania łukowego i laserowego. Nowe lutownicze
materiały dodatkowe i technologie oraz wyniki badań metalurgii procesów lutowania
twardego, prowadzonych w Instytucie Spawalnictwa w Gliwicach. Przegląd i ocena stanu
normalizacji w zakresie lutowania twardego.
Ryszard Krawczyk
Jan Plewniak
Nowe moŜliwości lutowania indukcyjnego
New application of induction brazing
Streszczenie
W artykule przedstawiono charakterystykę inwertorowego urządzenia do lutowania
indukcyjnego z cyfrowym systemem sterowania. Przedstawiony nowoczesny system
sterowania ukazuje szereg nowych moŜliwości lutowania indukcyjnego zarówno od strony
technologicznej procesu jak równieŜ jego kontroli i nadzoru.
Abstract
The characteristics of an inverter unit for induction soldering with a numerical control system
is presented in the paper. The introduced modern control system shows series of new
possibilities of the induction soldering from the aspect of the process technology as well as its
monitoring and supervision.
Jacek Baranowski
Lutowanie części szczególnie odpowiedzialnych spoiwem AMS4777 (BNi-2)
Applying of AMS4777 (BNi-2) filler metal in brazing of responsible components
Streszczenie
W artykule opisano zagadnienie dotyczące moŜliwości zastępowania, w pewnych
określonych obszarach zastosowań, sprawdzonego lutu BAu-4 lutem BNi-2. Opracowanie jest
jedynie zasygnalizowaniem problemu i zwraca uwagę na konieczność zweryfikowania takich
rozwiązań na przestrzeni kilkuletniej eksploatacji połączeń zrealizowanych za pomocą BNi-2,
w trudnych środowiskach roboczych.
Abstract
The paper describes possibilities of substitutivity of verified BAu-4 with BNi-2 filler metal in
some specified applications. The document shows introduction of the problem only and pays
attention to necessity of verification of such solutions during long-term operating in heavy
environments.
Andrzej Klimpel
Artur Czupryński
Jacek Górka
Dagmara Gaczoł
Lutospawanie plazmowe proszkowe PTA złączy blach karoseryjnych galwanizowanych
cynkiem
Plasma powder transferred arc PTA braze welding of car body zinc coated steel sheets butt
joints
Streszczenie
W artykule przedstawiono wyniki badań procesu automatycznego lutospawania plazmowego
proszkowego PTA, złączy doczołowych blach karoseryjnych ze stali węglowo-manganowych
FEP04 o grubości 0,9 mm dwustronnie galwanizowanych cynkiem. Ustalono warunki
technologiczne lutospawania plazmowego proszkowego PTA złączy doczołowych z
materiałem dodatkowym w postaci proszku metalicznego o osnowie miedziowo-cynowej.
Przeprowadzono badania własności mechanicznych, badania metalograficzne oraz pomiary
twardości złączy. Wykazano, Ŝe istnieje bardzo wąski zakres optymalnych parametrów
lutospawania plazmowego proszkowego PTA zapewniających dobrą jakość złączy, o
własnościach mechanicznych nie mniejszych od materiału rodzimego.
Abstract
Results of automatic plasma powder transferred arc – PTA braze welding process of car body
double-sided zinc electrolytic coated FEP04 steel sheets, 0.9 mm thick were described in the
paper. WPS of PTA Copper-Tin matrix powder braze welded butt joints were determined.
Investigations of mechanical properties, metallography and hardness tests were done. It was
proved that there is a narrow range of optimal parameters of plasma braze welding providing
high quality of joints of mechanical properties not lower than base material.
Andrzej Gruszczyk
Bartłomiej Sędek
Odporność korozyjna połączeń lutospawanych stali ocynkowanej
Corrosion resistance of braze welded zinc coated steel joints
Streszczenie
W artykule scharakteryzowano sposoby ograniczenia uszkodzenia powłoki cynkowej w
czasie lutospawania ocynkowanych elementów stalowych. Dokonano przeglądu norm i metod
oceny odporności korozyjnej przydatnych do badania połączeń lutospawanych.
Przedstawiono wyniki badań stopnia uszkodzenia powłoki cynkowej i odporności korozyjnej,
w 3% wodnym roztworze NaCl, połączeń lutospawanych metodą gazową, plazmową i
laserową. Określono problemy dotyczące metodyki badawczej i mechanizmów korozji
połączeń lutospawanych stali ocynkowanej.
Abstract
In this paper methods of limitation of zinc coating damage during braze welding of zinc
coated steel elements were characterized. Revision of standards and methods useful for
examination of braze welded joints corrosion resistance was made. Investigation result of zinc
coating damage level and corrosion resistance in 3% NaCl water solution of gas, plasma, and
laser braze welded joints were shown. Problems concern of research methodology and
corrosion mechanisms of braze welded joints were specified.
Edward Majeran
Lutowanie laserowe w przemyśle motoryzacyjnym na przykładzie połączenia
dachu ze ścianami w samochodzie Volkswagen Caddy
Laser soldering in motorisation industry presented on the example of a joint between the roof
and the walls of Volkswagen Caddy
Streszczenie
Procesy z wykorzystaniem lasera jako źródła ciepła są coraz powszechniej stosowane w
przemyśle motoryzacyjnym w kraju i na świecie. Z tego powodu w niniejszym referacie
szczegółowo zostanie zaprezentowana stosowana w zakładzie Volkswagena w Poznaniu
technologia lutowania laserowego dachu samochodu Caddy. Dokładnie zostaną omówione i
zilustrowane zdjęciami urządzenia i materiały wykorzystywane w tym procesie.
Urządzeniami tymi są: źródło promieniowania laserowego, głowica lutująca, kabina laserowa
wraz z odpowiednimi zabezpieczeniami oraz technika pozycjonowania części. Materiałem
dodatkowym jest drut miedziany CuSi3. Dodatkowo przedstawione zostało samo złącze wraz
z wynikami procesu lutowania (zdjęcia makroskopowe złącza). W końcowej części
zestawiono ze sobą zalety i wady procesu lutowania laserowego.
Abstract
The processes using laser as source of heat are more and more popular in motorisation
industry both in Poland and around the world. Therefore, this research will thoroughly present
the technique of soldering the roof of Caddy as it is used in Volkswagen Poznań. The devices
and materials used in this process will be described here and illustrated with the photographs.
The devices are: the source of laser radiation, soldering head, laser cabin with proper
protection and the technique of parts’ positioning. The additional material is the copper wire
CuSi3. Moreover, the joint will also be presented together with the results of soldering
process (the photos of transverse cut through the join). In the final part of this research the
adventages and disadvantages of soldering process will be put together.
Adam Dębski
Zbigniew Moser
Władysław Gąsior
Janusz Struś
SURDAT – baza danych właściwości fizycznych lutowi bezołowiowych
SURDAT – database of physicalproperties of lead free solders
Streszczenie
Wyniki prowadzonych od szeregu lat badań napięcia powierzchniowego metodą
maksymalnego ciśnienia w pęcherzykach gazowych oraz gęstości metodą dylatometryczną
dla czystych metali, układów dwu- i wieloskładnikowych zostały wykorzystane do stworzenia
bazy danych SURDAT materiałów dla lutowi bezołowiowych. Baza danych umoŜliwia takŜe
porównanie eksperymentalnych danych napięcia powierzchniowego z wartościami
obliczonymi z zaleŜności Butler’a oraz istniejącymi w literaturze danymi innych autorów, co
zostanie zaprezentowane na przykładzie ciekłych stopów Ag-Cu-Sn. Baza danych SURDAT
jest bezpłatna i jest dostępna na stronie internetowej www.imim.pl.
Abstract
Experimental studies of surface tension and density by the maximum bubble pressure method
and dilatometric technique were undertaken and the accumulated data for liquid pure
components, binary and multicomponent alloys were used to create the SURDAT database for
the Pb-free soldering materials. The data base enabled also to compare the experimental
results with those obtained by the Butler model and with the existing literature data. This
comparison has been extended by including the experimental data of Ag-Cu-Sn alloys.
SURDAT database is free of charge and is available on website www.imim.pl
Zbigniew Mirski
Kazimierz Granat
Łukasz Barteczka
NapręŜenia i odkształcenia w połączeniach lutowanych węglików spiekanych ze stalą
Stresses and straines in solderingconnection of sintered carbides and stell
Streszczenie
W artykule przedstawiono zagadnienia związane z lutowaniem węglików spiekanych ze stalą.
Opisano stan napręŜeń, jaki powstaje w złączu po procesie lutowania. Podano wyniki badań
eksperymentalnych połączeń lutowanych stalowych płyt zdzierakowych z płytkami z
węglików spiekanych o duŜej powierzchni łączenia. Wyniki prób poparto obliczeniami
uŜywając programu komputerowego do analizy stanu napręŜeń z zastosowaniem metody
elementów skończonych (MES).
Abstract
In the article, there are issues about brazing connection of sintered carbides and stell. We
described problems of the stresses and showed the scores of experimental research of
carbaids’ brazing. We used MES – Finite Element Methods – and their applications to analyse
thermal and strength conditions.
Hans – Joahim Peter
Lutowanie indukcyjne – stara technologia łączenia z potencjałem innowacyjności
Induction brazing – old joining technology with innovative potential
Streszczenie
W artykule przedstawiono podstawy nagrzewania indukcyjnego, a takŜe urządzenia średniej i
wysokiej częstotliwości. Podano technologie lutowania przy uŜyciu róŜnych wzbudników
pod osłoną gazów ochronnych. Zaprezentowano lutowanie indukcyjne profili Al, elementów
rurowych i króćców ze stalowymi zbiornikami paliwa.
Abstract
Principles of induction heating, medium and high frequency devices are presented. Brazing
technologies with use of various inductors and shielding gases are proposed. Induction
brazing of Al parts, tubes and nipples with steel fuel tanks is presented too.
Eugeniusz Frąckowiak
Włodzimierz Mroziński
Zastosowanie lutowania płomieniowego w produkcji aluminiowych samochodowych
wymienników ciepła
Using flame brazing technology for producing aluminum automotive heat exchangers
Streszczenie
Lutowanie twarde stopów aluminium z zastosowaniem niekorozyjnych topników NOCOLOK
stało się preferowanym procesem w produkcji aluminiowych wymienników ciepła. W ciągu
dwóch dziesięcioleci od wprowadzenia tego procesu do przemysłu samochodowego
równolegle była rozwijana technologia lutowania płomieniowego. Główną intencją tego
artykułu jest wprowadzenie w zagadnienia technologii lutowania płomieniowego bazując na
dostępnej literaturze, wiedzy zgromadzonej podczas współpracy z ośrodkami badawczorozwojowymi oraz własnym doświadczeniu produkcyjnym. Fragment tego artykułu skupia się
na zasygnalizowaniu trudności pojawiających się w tym procesie oraz wskazuje na metody
ich rozwiązania.
Abstract
NOCOLOK Flux brazing or Controlled Atmosphere Brazing (CAB) with non-corrosive
fluxes – has been the preferred process for manufacture aluminum automotive heat
exchangers. In the two decades since the process was introduced to the automotive industry
parallel was developing flame brazing technology. The intention of this report was introduce
to flame brazing technology based on published literature, knowledge gather during
collaborate with research and develop institute and own production experience. The part of
this report focused on difficulties in the flame brazing process and gives suggestion for their
solved.
Andrzej Klimpel
Jacek Górka
Damian Janicki
Tomasz Zyska
Anna Pniewska
Technologia lutospawania laserowego stali austenitycznej
Stainless steel laser brazing technology
Streszczenie
W artykule opisano wyniki badań technologii lutospawania laserowego laserem diodowym
duŜej mocy ROFIN DL 020 blach ze stali austenitycznej AISI 321 (X6CrNiTi1810) o
grubości 1,0 mm z wykorzystaniem jako materiału dodatkowego lutu twardego CuSi3Mn1
firmy Castolin Eutectic. Celem badań było określenie wpływu parametrów lutospawania na
jakość złączy doczołowych i zakładkowych oraz opracowanie warunków technologicznych
lutospawania. Przeprowadzone badania wytrzymałościowe, metalograficzne oraz korozyjne
złączy lutospawanych pozwoliły na wyznaczenie pola parametrów procesu lutospawania,
umoŜliwiających uzyskanie złączy zakładkowych i doczołowych o wysokich własnościach
wytrzymałościowych, pozbawionych wad zewnętrznych i wewnętrznych, z wąską SWC.
Badania korozyjne metodą galwanostatyczną wykazały odporność korozyjną austenitycznych
złączy doczołowych i zakładkowych lutospawanych laserowo stopiwem CuSi3Mn1.
Abstract
In this article, results of research of HPDL laser braze welding with wire addition of butt and
overlap joints of the 1.0 mm thick austenitic steel AISI 321 (X6CrNiTi1810) sheets are
described. The consumable used was wire 1.0 mm dia., type CuSi3Mn1 produced by Castolin
Eutectic. The aim of work was to determine the influence of laser braze welding parameters
on the quality of butt and overlap joints and to establish laser braze welding procedures.
Results of mechanical tests, metallographic examinations and corrosion tests provided the
range of laser braze welding parameters of high quality butt and overlap joints. Galvanostatic
corrosion tests have proved high corrosion resistance of laser braze welded with CuSi3Mn1
wire addition butt and overlap joints.
Johannes Wilden
Jean Pierre Bergmann
Simon Jahn
Nowe moŜliwości spajania przez wykorzystanie efektów związanych z wielkością cząstek
New method for the joining basedon the application of size effects
Streszczenie
Nanotechnologie są obecnie w wielu gałęziach przemysłu określane jako siły napędowe
innowacji. Zjawiska, które są tu wykorzystywane mają swoje źródło w tym, Ŝe wraz ze
zmniejszeniem wielkości elementów następuje dominacja czynników powierzchniowych nad
czynnikami objętościowymi. Jednym z takich efektów, interesującym z punktu widzenia
spajania jest obniŜenie temperatury topnienia i spiekania materiałów wraz ze zmniejszeniem
się wielkości cząstek. Dziś są juŜ dostępne materiały lutownicze o budowie nanostrukturalnej
w postaci nanocząstek oraz folii, opracowane w celu rozwoju takiej technologii „spajania na
zimno”, Ŝeby moŜliwym było łączenie drobnostrukturalnych materiałów bez wpływu
cieplnego na ich strukturę. W artykule przedstawiono podstawy nowych metod spajania jak
i wskazano ich zastosowanie.
Abstract
In most industries innovation is driven by nano technology today. This is based on different
scale effects. Because of the scaling, the surface effects dominate the volume effects in the
nano scale area. The reduction of the melting and sintering temperature with an decrease of
particle size and foil thickness is one of these effects and known for many years. Today this
effect can be used for “cold metallurgical” joining. The new joining processes help to avoid
on one side the formation of a heat affected zone and on the other side the phase
transformations.
Johannes Wilden
Jean Pierre Bergmann
Sebastian Reich
Sven-Frithjof Goecke
Beztopnikowe niskotemperaturowe spajanie lekkich konstrukcji róŜnoimiennych
metodą sterowanego łuku zwarciowego
Flux less joining of light weight construction with controlled short arc devices
Streszczenie
Podczas spajania termicznego takich par materiałowych jak stal–aluminium i tytan–
aluminium naleŜy dąŜyć do zminimalizowania ilości wprowadzanej energii cieplnej, aby
ograniczyć tworzenie się faz międzymetalicznych. Kontrolowaną ilość wprowadzanego ciepła
umoŜliwia metoda sterowanego łuku zwarciowego, która w ostatnich latach pojawiła się na
rynku. Jej zastosowanie umoŜliwia lutospawanie złączy stal–aluminium i tytan–aluminium
spoiwami AlSi lub ZnAl. W artykule przedstawiono podstawy spajania takich
róŜnoimiennych złączy metali.
Abstract
While welding or brazing of steel–aluminum and titan–aluminum the formation of brittle
intermetallic phases can’t be avoided. With minimized heat input during joining the formation
of these phases can be limited. The controlled short arc technology enables a minimal heat
input during brazing. The combination of this technique with AlSi- or ZnAl-fillers permits
brazing of steel–aluminum and titan–aluminum. In this paper some possibilities to join these
material combinations are summarized.
Jerzy Bielnik
Jerzy śukowski
Operacje obróbki cieplnej w procesie lutowania próŜniowego kół wirnikowych ze stali
martenzytycznych
The heat treatment procedures in vacuum brazing process of compressor impellers made of
martensitic steels
Streszczenie
Omówiono operacje obróbki cieplnej, jakie stosowano w procesie lutowania próŜniowego kół
wirnikowych spręŜarek, wytwarzanych ze stali martenzytycznych typu 14-5 PH, 17-4 PH i
13-4. Podczas grzania i chłodzenia stali martenzytycznych, w określonych temperaturach
zachodzą przemiany fazowe, wywołujące zmiany objętościowe materiału. Znajomość
temperatur przemian oraz składu fazowego materiału stanowi podstawę do opracowania
operacji i zabiegów cieplnych w procesie wytwarzania części maszyn z zastosowaniem
technologii lutowania próŜniowego. Pozytywny wynik operacji lutowania w temperaturze ok.
1050oC, uwarunkowany jest zachowaniem pomiędzy spajanymi elementami szczelin o
wymiarach od 25 do 175 µm. Celem badań było wyznaczenie temperatury przemian:
(α’→γ)p, (α’→γ)k, MS, i Mf, zachodzących podczas nagrzewania i chłodzenia stali
martenzytycznych oraz określenie wpływu parametrów obróbki cieplnej na ich skład fazowy i
właściwości wytrzymałościowe. Stosowane w procesie lutowania próŜniowego operacje
obróbki cieplnej zostały pozytywnie zweryfikowane podczas licznych zastosowań
przemysłowych w latach 1994–2007.
Abstract
Discussed was the heat treatment procedure used in vacuum brazing process of compressor
impellers produced from martensitic steels, type 14-5 PH, 17-4 PH and 13-4. During the
heating and cooling of martensitic steel in specified temperatures appear phase changes which
create changes in material size. The knowledge of transformation temperature and phase
material composition is a base to heat treatment planning in machine parts manufacturing
process with technology of vacuous brazing application. Positive results of brazing process at
1050oC is determined by upholding a gap of 25 up to 175 µm between brazed parts, The aim
of testing was to determine transformation temperature (α’→γ)p, (α’→γ)k, MS, i Mf during
heating and cooling of martensitic steels and to define heat treatment parameters influence on
their phase composition and strength properties. Heat treatment procedure was positively
confirmed by numerous industrial applications in period of 1994–2007.
Andrzej Potapczyk
Jerzy Bielnik
Zastosowanie technologii lutowania próŜniowego w procesie wytwarzania elementów
maszyn ze stali dupleks
Application of the vacuum brazing technology in manufacturing process of machine elements
made from duplex steel
Streszczenie
Spośród stali odpornych na korozję na uwagę zasługują dwufazowe ferrytyczno-austenityczne
stale typu duplex. W porównaniu do klasycznych stali austenitycznych wykazują one wyŜszą
wytrzymałość, a w środowiskach zawierających chlorki takŜe wyŜszą odporność na korozję
napręŜeniową i zuŜycie kawitacyjne. Wadą stali duplex jest ich skłonność do przechodzenia w
stan kruchy po wygrzewaniu w dwóch zakresach temperaturowych: 300–500oC i 600–900oC.
W pracy zaprezentowano trudny do rozwiązania problem technologiczny związany z
lutowaniem próŜniowym elementów części maszyn ze stali duplex za pomocą stopu BVAu-4.
Abstract
Among the corrosion-resisting steels the deserving attention one is two-phase ferritic-austenic
duplex type steel. As compared to classic austenic steels it shows the bigger strength and also
the bigger resistance to stress corrosion and cavitation wear in the medium containing
chlorides. The drawback of this steel is its tendency to became fragile after heat treatment in
two temperature ranges: 300–500oC and 600–900oC. This paper is presented a difficult
technological problem connected with the vacuum brazing of the machine elements from the
duplex steel by means of alloy BVAu-4.
Lukas Schwarz
Piece przelotowe do lutowania wysokotemperaturowego w atmosferze ochronnej
Continuous belt furnace for high temperature blanket soldering
Streszczenie
Do oceny korzyści wynikających z procesu lutowania wysokotemperaturowego
w piecach przelotowych naleŜy brać pod uwagę całą problematykę związaną z tym sposobem
spajania. Jednym z niedocenianych parametrów wpływających na koszty procesu jest rodzaj
stosowanego gazu ochronnego. W artykule przedstawiono właściwości gazów ochronnych i
moŜliwości ich zastosowania w róŜnych typach pieców przelotowych. W ten sposób moŜliwe
będzie wyciągnięcie istotnych wniosków o kosztach przedsięwzięcia w zaleŜności od rodzaju
materiału łączonych elementów, gatunku lutu, zastosowanego pieca i technologii lutowania
oraz rodzaju zastosowanego gazu ochronnego.
Abstract
It is necessary to consider all problems regarding this bonding kind in order to evaluate
advantages resulting from high temperature soldering in continuous belt furnace . One of the
underestimated parameters influencing process costs is kind of the used shielding gas. We
will present in our work properties of shielding gasses and possibilities of their application in
various types of continuous belt furnaces. This should allow for drawing important
conclusions with regard to the whole enterprise costs depending on kind of bonded materials,
solder quality, application of furnace and soldering technology as well as shielding gas kind.
Andrzej Ambroziak
Wiesław Derlukiewicz
Laboratorium wytwarzania proszkowych materiałów metalicznych metodą rozpylania
Laboratory of manufacturing the powder metallic materials by the spraying metod
Streszczenie
Przedstawiono wyposaŜenie aparaturowe oraz lokalowe nowego laboratorium wytwarzania
proszkowych materiałów metalicznych metodą rozpylania strugą gazu obojętnego,
powstałego w Zakładzie Spawalnictwa Instytutu Technologii Maszyn i Automatyzacji
Politechniki Wrocławskiej. Laboratorium wyposaŜone jest w wieŜę rozpyłową o wysokości
ok. 5 m, piec indukcyjny do topienia wsadu, stanowisko do pomiaru wielkości ziaren oraz do
ich segregacji. W laboratorium moŜliwe jest wytwarzanie na skalę nawet półprodukcyjną
materiałów proszkowych.
Abstract
The new apparatus and equipment of a new laboratory of manufacturing the powder metallic
materials by the spraying method with use of inert gas stream, that was built in Welding
Technology Division In Institute of Production Engineering and Automation of Wrocław
university of Technology. Laboratory is equipped in 5 m high spraying tower, inductive
furnace for melting the charge, facility for grain size measurement and for grain segregation.
In the laboratory it is possible to manufacture powder materials even in half-technical scale.
Zbigniew Mirski
Tomasz Piwowarczyk
Porównanie technik klejenia i lutowania węglików spiekanych
Comparison of gluing and brazing of sintered carbides
Streszczenie
W artykule porównano techniki spajania – klejenie i lutowanie, w aspekcie zastosowań w
przemyśle narzędziowym. Zwrócono uwagę na zjawiska odpowiedzialne za powstawanie
połączeń. Przedstawiono problemy występujące przy wykonywaniu połączeń klejowych i
lutowanych oraz ich podstawowe wady i zalety. Omówiono zagadnienie zwilŜalności
powierzchni węglików spiekanych i jej wpływ na właściwości złączy. Zamieszczono wyniki
badań wytrzymałości na ścinanie połączeń klejowych i lutowanych, w tym równieŜ połączeń
ze spoiną klejową (lutowiną) o budowie kompozytowej. Scharakteryzowano wpływ
przygotowania powierzchni węglików spiekanych oraz udział wypełniaczy na właściwości
połączeń węglików spiekanych ze stalą.
Abstract
Bonding techniques – gluing and brazing, in tools industry are compared in this paper.
Attention was paid on the phenomena responsible for joint formation of sintered carbides with
steel. Problems occurring in joining processes and its fundamental advantages and
disadvantages were presented. Wettability of sintered carbides surface and its influence on
joint properties were discussed. Results of shear strength tests of joints are presented
including composite structure adhesive-bonded and brazed joint. Effect of sintered carbides
surface preparation and fillers fraction on the glue and solder joints properties of sintered
carbides with steel were characterized.
Alireza Araee
Jacek Senkara
Spajanie poprzez topienie kontaktowe w układzie Ag–Cu
Joining by contact melting in the Ag-Cu system
Streszczenie
Badano proces topienia kontaktowego w modelowym układzie Ag-Cu. Ustalono, iŜ ilość
powstającej fazy ciekłej jest kontrolowana poprzez czas kontaktu oraz – w decydujący
sposób – przez temperaturę. Sformułowano załoŜenia do termodynamicznego modelu
procesu. Na postawie analizy struktury otrzymanych złączy zaproponowano mechanizm
powstawania złączy, składający się z pięciu etapów. Wyniki znajdą zastosowanie w
opracowywanej metodzie lutowania z zanikającą fazą ciekłą w bardziej złoŜonym układzie.
Abstract
Contact melting in the model Ag-Cu system was investigated. It was revealed that an amount
of produced liquid is controlled by the time of contact and mostly by temperature.
Assumptions for thermodynamical model were formulated. Principles of the joint formation
were proposed basing on structural analysis. The results of the work will be implemented in
transient liquid bonding in much more complicated system.
Andrzej Ambroziak
Wiesław Derlukiewicz
Sylwia Mosińska
Bezołowiowy lut miękki o temperaturze topnienia powyŜej 300oC
The lead-free solder with melting temperature above 300oC
Streszczenie
W artykule przedstawiono badania, których celem było określenie właściwości lutowniczych
nowych spoiw bezołowiowych na osnowie cynku z dodatkiem miedzi, srebra i cyny,
o temperaturze topnienia powyŜej 300oC. Przeprowadzone badania miały na celu zbadanie
rozpływności lutów na podłoŜu mosięŜnym i aluminiowym.
Abstract
This publication presents research which determine the characteristics of new lead-free
solders with zinc base and with cooper, tin, silver, aluminum, where the melting temperature
is above 300oC. Desolation of the solders on brazes and aluminum base was also investigated.
Andrzej Ambroziak
Artur Lange
Metody badań czystości powierzchni wybranych elementów lutowanych
Research methods of surface cleanness of selected brazed elements
Streszczenie
W artykule przedstawiono i opracowano metodykę ocenystopnia czystości rurkowych
elementów miedzianych i mosięŜnych przed procesem lutowania (elementy zaoliwione) jak i
po procesie lutowania (ewentualne resztki topnika i węgla). Stwierdzono przydatność analizy
pozostałości topnika na podstawie określenia czystości wody płuczącej poprzez badanie
konduktywności. Pozostałości oleju oznaczano poprzez spektrofotometryczne badanie płynu
płuczącego (heksanu) jak równieŜ określono metodą wagową.
Abstract
In the paper it was presented and elaborated haw to assess clearness degree of tubular copper
and bronze elements before the brazing process (oiled elements) as well as after the brazing
process (possible reside of flux and carbon). The usefulness of flux reside analysis based on
determining rinsing water cleanness by testing conductivity was stated. The oil reside was
determined by spectrophotometer testing of rinsing fluid (hexane), as well as gravimetric
method.
Tomasz Babul
Jerzy Jakubowski
Jan Kopeć
Stefan Kowalski
Jacek Senkara
Lucyna Turowska
Lutowanie próŜniowe uszczelnień ulowych w aparatach kierujących wykonanych ze
stopów Hastelloy i Inconel z zastosowaniem lutu typu Ni Cr Si B
Vacuum brazing of honeycomb seals in vane ring made of nickel alloy: Hastelloy and Inconel
by use filler material NiCrSiB
Streszczenie
Aparat kierujący gazy jest bardzo precyzyjnym odlewem wykonanym ze stopów na bazie
niklu i osadzonym na wale głównym silnika. Ze względu na bardzo odpowiedzialny charakter
pracy, jako uszczelnienie pomiędzy aparatem kierującym a wałem głównym, stosuje się
uszczelnienie ulowe, które jest jednym z najnowocześniejszych rozwiązań konstrukcyjnych w
tej dziedzinie. PowyŜsze uszczelnienia mają budowę ,,plastra miodu” i są lutowane
prostopadle krawędziami poszczególnych komórek do cylindrycznej powierzchni aparatu.
Lutowanie to polega na jednoczesnym lutowaniu tysięcy cienkościennych komórek do
powierzchni aparatu. Bardzo istotną cechą charakteryzującą skalę trudności jest to, iŜ linia
styku pomiędzy lutowanymi elementami ma grubość setnych części milimetra a długość
połączenia sięga setek metrów. Przy tego rodzaju lutowaniu na uwagę zasługuje
przygotowanie powierzchni do lutowania, sposób zakładania lutu w kapilary ula, parametry
lutowania, sposób sprawdzania itp.
Abstract
Turbine vanes are precise casting made of alloys nickel based. Due to demanding character of
work, as a seal between vanes and main shaft honeycomb seal is used, which is modern
design issue, on this field. The seals have honeycomb structure and brazed perpendicularly to
the cylindrical surface of the vane. Brazing is a simultaneously connection thousand of thin
wall cells to the vane. Crucial is that contact between elements with thickness of the wall
about hundred part of millimeter and length more then hundred meters, require well
preparation of braze material on honeycomb, brazing parameters and afterwards inspection,
etc.
Krystyna Bukat
Józef Gromek
Zbigniew Moser
Badanie zwilŜalności podłoŜy miedzianych bezołowiowymi stopami lutowniczymi
Studies of wetting copper substrates by lead-free solders
Streszczenie
W związku z wprowadzeniem Dyrektywy RoHS 1.07.2006 roku, do lutowania w elektronice
stosowane są stopy bezołowiowe. Charakteryzują się wyŜszymi temperaturami topnienia i
wyŜszymi napięciami powierzchniowymi od tradycyjnego stopu SnPb. Nie ustają
poszukiwania zamienników stopu SnPb. Przedmiotem badań było napięcie powierzchniowe i
międzyfazowe stopów bezołowiowych SnAgCu, SnAgCuBi, SnZn, SnAgZn oraz zwilŜanie
podłoŜy miedzianych tymi stopami. Stwierdzono, Ŝe dodatek bizmutu do stopu SnAgCu
powoduje spadek napięcia powierzchniowego i międzyfazowego w stosunku do stopu
trójskładnikowego. Otrzymany stop SnAgCuBi dobrze zwilŜa podłoŜe miedziane.
Eutektyczny stop SnZn wykazuje wyŜsze napięcie powierzchniowe niŜ stop SnPb.
Zwiększanie zawartości cynku w eutektyce Sn3,5Ag powoduje wzrost napięcia
powierzchniowego i międzyfazowego oraz brak poprawy zwilŜania powierzchni
miedzianych.
Abstract
Directive RoHS came into practice from 1st July 2006 and forced using lead-free solders for
soldering in electronics. These new solders have higher melting temperature and higher
surface tension than SnPb. Investigation of new lead-free solder persists in doing. The subject
of studies were surface tension, interfacial tension of the SnAgCu, SnAgCuBi, SnZn, SnAgZn
lead-free solders as well as copper wettability by these solders. It was established that the
SnAgCu solder with different addition of Bi demonstrates decrease of the surface tension and
interfacial tension in comparison to ternary solder. Obtained SnAgCuBi solder wets very well
copper substrate. Eutectic SnZn alloy has a higher surface tension than SnP. Increasing
amount of Zn element in Sn3,5Ag alloy demonstrates increase surface and interfacial tensions
without improving wettability of copper surfaces.
Agnieszka Poradka
Eliminacja zjawisk roztwarzania w lutowanych próŜniowo zespołach rurowych silnika
lotniczego
Investigation and elimination root cause of alloying in braze joint of tubes aerial engine
Streszczenie
W artykule omówiono aspekty przyczyn nadmiernego przenikania ciekłego lutu do materiału
rodzimego podczas lutowania próŜniowego i indukcyjnego, w złączach hydraulicznych
występujących w układach paliwowych, hydraulicznych i powietrznych w nowoczesnych
silnikach samolotowych. Badania przeprowadzono na połączeniach stali niemagnetycznej
wykonanych przy uŜyciu lutu Au18Ni. Przeanalizowano wpływ parametrów
technologicznych tj. temperatury i czasu lutowania na rozpływność zastosowanego lutu, oraz
przygotowanie powierzchni jak równieŜ określono wpływ szerokości szczeliny lutowniczej na
stopień jej wypełnienia i odgazowania.
Abstract
The paper deals with selected issues related to the excessive diffusion in material family
during to the vacuum brazing and induction brazing of joints used in fuel, hydraulic and
pneumatic systems of modern aero engines. The influence of surface brazing alloy Au-18Ni
on steel 18-8, also influence of temperature and time of the process and roughness. Also the
phenomenons occurring during flow of the front of brazing alloy in gaps with various widths
are discussed.
Paškov I, Paškov A
Lutowanie próŜniowe elementów węglikowychze stalą nierdzewną za pomocą lutu
miedziano-manganowego
Vacum brazing of carbide with stainless steel with using of copper-manganese braze
Streszczenie
Łączenie precyzyjnych detali z materiałów twardych (węgliki, stellity) z elementami
stalowymi wymaga zastosowania specjalnych technologii. Szczególnie w przypadku
przewidywanej pracy wyrobów w podwyŜszonych i wysokich temperaturach konieczne jest
wyeliminowanie ryzyka powstania pęknięć wskutek róŜnej rozszerzalności cieplnej
materiałów. W artykule omówiono badania moŜliwości lutowania tulei węglikowych,
funkcjonujących jako łoŜyska ślizgowe w pompach surowej ropy. Wskazano na szczególne
trudności technologiczne i zaproponowano dodatkowe operacje wykańczające.
Abstract
Joining of precise details made of hard materials (carbide, stellite) with steel parts needs
special technologies. Particularly in the case of high temperature applications a special
approach is necessary to avoid cracks caused by differences in thermal expansion of both
materials. In the paper the research work focused on creation of the sound joints of carbidemade tube with steel acting as slide bearing in crude oil pumps is presented. Risks in the
technological process are highlighted and additional, post-joining treatment proposed.
Kazimierz Czechowski
Janusz Wszołek
Andrzej Kurleto
Iwona Pofelska-Filip
Klejenie części roboczych narzędzi jako technologia alternatywna dla lutowania
Gluing of tools working parts as an alternative technology towards brazing
Streszczenie
W artykule omówiono zalety i wady połączeń klejonych części roboczych narzędzi w
porównaniu do połączeń wykonanych za pomocą lutowania. Przedstawiono wybrane
przykłady wykorzystania techniki klejenia do łączenia części roboczych konkretnych
narzędzi. Opisano efekty zastosowań ww. narzędzi w procesach produkcyjnych.
Abstract
Advantages and disadvantages of glued joints of tools working parts were discussed in
comparison to brazed joints. Some examples of the implementation of gluing technique to
joining the working parts of tools were presented. The results of these tools applications to the
production processes were described.
Marek Leończyk
Nowy lut przekładkowy 49/Cuplus – sprawdzona i najwyŜsza jakość pił tarczowych
New composite braze 49/Cuplus as proven way to get top quality circular saw blades
Streszczenie
W artykule przedstawiono problematykę łączenia węglików spiekanych ze stalą, na
przykładzie lutowania pił tarczowych. Wskazano konieczność stosowania lutów
przekładkowych, w celu kompensacji napręŜeń skurczowych powstających podczas studzenia
złączy lutowanych. Opracowano nowy lut przekładkowy ze środkową warstwą ze stopu
miedzi. W stosunku do przekładki z czystej miedzi nowy lut przekładkowy charakteryzuje się
większą wytrzymałością na ścinanie, większą kompensacją napręŜeń i ponad 200%
wzrostem odporności na zmienne obciąŜenia dynamiczne pił tarczowych.
Abstract
Brazing of carbide blades with steel on an example of circular saws is presented. Necessity of
use of composite fillers caused by the need to compensate shrinking stresses appearing during
cooling of joints is highlighted. New filler with central layer made of copper alloy is
developed. Compared to composite with pure copper it has higher shear strength, better
compensates stresses and has two fold higher resistance against dynamic loads occurring in
use of circular saws.
Wiesław Derlukiewicz
Zbigniew Bartnik
Lutowanie aluminium i jego stopów w kąpielach solnych
Salt bath brazing of the aluminium and the aluminium alloys
Streszczenie
Lutowanie w kąpielach solnych jest stosunkowo nowym procesem technologicznym łączenia
aluminium i jego stopów. Z uwagi na swoje zalety takie jak: równomierne nagrzewanie
i bardzo małą deformację lutowanych detali, moŜliwość kontrolowania i regulowania
temperatury i czasu lutowania, jednorodność lutowanych złączy, znajduje zastosowanie
szczególnie przy lutowaniu cienkościennych, przestrzennych, złoŜonych wyrobów
zawierających wiele złącz. W artykule w oparciu o Przegląd literaturowy przedstawiono
zasadę procesu spełniającą wymagania ochrony środowiska, rodzaje lutowanych materiałów,
stosowane luty i kąpiele solne, parametry lutowania, przykłady wyrobów lutowanych tą
metodą, wymagania metody jej zalety i wady.
Abstract
Salt bath brazing is relatively a new technological process of joining the aluminium and its
alloys. Because of the advantages of the method such as: uniform heating and very small
deformation of brazing elements, possibility of controlling and regulating the temperature and
time of brazing, homogeneity of brazing elements, it finds an application particularly in
brazing of thinwalled, spatial and complex products with many joints. From the literature
review, article presents the principle of process fulfilling the environment protection
requirements, types of brazing materials, types of solders and salt baths, brazing parameters,
instances of products brazed by this method and the requirements of the method as well as
advantages and disadvantages of this method.
Hubert Drzeniek
Hans van`t Hoen
Luty miękkie i twarde bez ołowiu i kadmu w zastosowaniach
Solders without lead and brazes without cadmium in applications
Streszczenie
W artykule przedstawiono nowe luty miękkie bez ołowiu (ISO 9453) i luty twarde bez
kadmu, które znajdują się w projekcie normy ISO 17672. Wskazano na zastosowanie tych
lutów w podobnych obszarach jak dotychczas, mimo wzrostu temperatury topnienia nowych
lutów o 30÷50°C. Przedstawiono równieŜ luty miękkie, na bazie ołowiu, z wyŜszą
temperaturą topnienia, które będą jeszcze stosowane do 2010 roku w określonych
zastosowaniach.
Abstract
New solders and brazes composed according to ISO 9453 and 17672 are presented. Its
common applications with older lead/cadmium containing fillers despite of 30÷50 K higher
melting temperature are highlighted. Some lead based solders with higher melting
temperature released for general use till 2010 are presented too.